CN109155644B - 支持mimo服务的天线分散系统 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种支持MIMO服务的天线分散系统。根据本实施例的一方面，提供一种支持MIMO通信的天线分散系统(DAS：Distributed Antenna System)，该系统包括：第一节点(node)，其接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，其中各MIMO服务包括N个(N为2以上的自然数)MIMO下行链路信号，对于各MIMO服务，将所述N个MIMO下行链路信号中的N‑1个进行频率变换使其从原有频带变换至另外频带，从而生成频带相互不重叠的N个MIMO下行链路信号；第二节点，其对于各MIMO服务，对在所述第一节点中频率发生变换的MIMO下行链路信号进行频率的互补(complementary)变换，并复原至原有频带的MIMO下行链路信号；以及一传送线路，其用于在所述第一节点和所述第二节点之间传送所述频带相互不重叠的N个下行链路信号。

Description

支持MIMO服务的天线分散系统
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统，更详细地，涉及一种支持MIMO服务的天线分散系统(DAS，distributed antenna system)。
背景技术
该部分记述的内容仅用于提供本实施例有关的背景信息，而非用于实施背景技术。
无线通信系统为了不产生阴影区域可调节小区覆盖范围(cell coverage)，但是在现实环境中由于建筑物或者地下隧道等导致产生阴影区域。天线分散系统(以下称之为'DAS')通过在这样的阴影区域布置多个分散天线可用于向阴影区域提供服务范围。
最近,相比于现有的2G(GSM、CDMA)，3G(W-CDMA)服务可提供更高的数据传输率的LTE、LTE-A服务等正在被积极推广。在LTE和LTE-A系统中，为了在有限的带宽中获得高吞吐量(through-put)，正在考虑是否可使用MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术。
图1a至图1d图示了现有的不支持MIMO服务的DAS系统的示例。根据一例，头端单元通过一同轴电缆与远端单元连接，通过由远端单元中继的多个天线可同时提供多个服务(参照图1a)。根据另一例子，头端单元通过一光缆与集线器单元连接，集线器单元连接在由菊花链(Daisy-chain)结构连接的天线一体型远端单元上(参照图1c)。该服务由于在不同频带上工作，因此即使通过一同轴电缆或者一光缆传播，也不会引起相互干涉。
然而，随着MIMO技术的登场，情况也随之发生了变化。这是由于MIMO技术通过多个天线可收发共享相同频带的多个MIMO信号。由此，在出于支持2G和3G服务的目的而设置的SISO(Single Input Single Output)专用天线分散系统中，应该将支持MIMO的LTE装备仅用1T1R的方式(参照图1a和图1c)连接，或者应该增设同轴电缆或者光缆(参照图1b和图1d)。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的主要目的在于，提供一种分散天线系统，该分散天线系统可无需增加电缆便可支持使用MIMO技术的LTE服务。
(二)技术方案
根据本实施例的一方面，提供一种支持MIMO通信的天线分散系统(DAS：Distributed Antenna System)，该系统包括：第一节点，其接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，其中各MIMO服务包括N个(N为2以上的自然数)MIMO下行链路信号，对于各MIMO服务，将所述N个MIMO下行链路信号中的N-1个进行频率变换使其从原有频带变换至另外频带，从而生成频带相互不重叠的N个MIMO下行链路信号；第二节点，其对于各MIMO服务，对在所述第一节点中频率发生变换的MIMO下行链路信号进行频率的互补(complementary)变换，并复原至原有频带的MIMO下行链路信号；以及一传送线路，其用于在所述第一节点和所述第二节点之间传送所述频带相互不重叠的各MIMO服务的N个下行链路信号。
根据本实施例的另一方面，提供一种在DAS中用于支持MIMO通信的方法。该方法执行所述DAS的第一节点中接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号的步骤，其中各MIMO服务包括N个(N为2个以上的自然数)的MIMO下行链路信号；对于各MIMO服务，将所述N个MIMO下行链路信号中的N-1个进行频率变换使其从原有频带变换至另外频带，从而生成频带相互不重叠的N个MIMO下行链路信号的步骤；通过一传送线路，在所述第二节点中，传送所述非-MIMO下行链路信号和所述频带相互不重叠的各MIMO服务的N个下行链路信号的步骤。在所述第二节点中，对于各MIMO服务，通过对所述主单元中频率发生变换的MIMO下行链路信号进行互补型(complementary)频率变换，从而复原至原有的频带的MIMO下行链路信号的步骤。
根据本实施例的又一方面，一种主单元，该主单元布置在支持MIMO通信的DAS的第一节点上，该主单元包括：第一接口，其用于接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，各MIMO服务包括N个(N为2以上的自然数)MIMO下行链路信号；第一频率变换电路，其对于各MIMO服务，将所述N个MIMO下行链路信号中的N-1个信号进行频率变换用于由原有频带变换至另外的频带，从而生成频带相互不重叠的N个MIMO下行链路信号；以及第二接口，其结合所述频带相互不重叠的N个下行链路信号，并将结合的信号向一传送线路传送。所述主单元作为在第一节点上执行频率变换的主体，是与多个基站直接或者间接连接的头端单元或者通过光缆连接在所述头端单元的集线器单元。
根据本实施例的又一方面，提供一种远端单元，该远端单元布置在支持MIMO通信的天线分散系统(DAS：Distributed Antenna System)的第二节点上，该远端单元包括：第一接口，其通过一传送线路以不同的频带接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，其中，各MIMO服务包括N个(N为2以上的自然数)MIMO下行链路信号，N-1个MIMO下行链路信号为频率从所述MIMO服务的原有频带变换至另外频带的信号；频率变换电路，其对于各MIMO服务，将所述N-1个MIMO下行链路信号进行频率互补(complementary)变换，并复原至原有频带的N个MIMO下行链路信号；以及第二接口，其用于将复原的N个MIMO下行链路信号向对应的N个MIMO天线传送。
(三)有益效果
如上所述,根据本发明，将DAS的第一节点和第二节点利用单一线路连接，通过频率变换相互区分MIMO服务的信号，从而在通过一传送线路进行传播的期间可避免信号间的相互干扰。由于本发明涉及的DAS与现有的只支持非-MIMO服务的DAS相同只利用一传送线路，因此除了现有设置的电缆之外，无需进行新增电缆的布线。
此外，本发明还揭示了各种用以处理多个MIMO服务信号的实施例，这些实施例在滤波器的复杂度、放大器电路所需的有源器件(active device)的数量、新增使用的频带的幅度等方面，各自具有不同的优缺点。
进而，根据本发明的部分实施例，将第一节点一侧在频率变换中使用的混合信号向第二节点一侧传送，在第二节点一侧，利用接收的混合信号对称地进行频率变换，从而可抵消头端单元的本地振荡器中具有的相位噪声(phase noise)。
附图说明
图1a至图1d是图示现有的不支持MIMO服务的DAS系统的示例图。
图2是图示本发明一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构的概略图。
图3是概略地图示本发明另一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构图。
图4是概略地图示本发明又一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构图。
图5是概略地图示本发明一实施例涉及的支持三个MIMO服务的DAS系统的结构图。
图6是概略地图示本发明另一实施例涉及的支持三个MIMO服务的DAS系统的结构图。
图7是概略地图示本发明又一实施例涉及的支持三个MIMO服务的DAS系统的结构图。
图8是举例图示本发明一实施例涉及的DAS的第一节点通过一光缆与第二节点连接的结构图。
图9是用于支持三个MIMO服务而使用的频带及混合信号的示例图。
图10是概略地图示本发明一实施例涉及的支持4X4MIMO服务的DAS系统的示例图。
具体实施方式
以下，通过列举的附图对本发明的部分实施例进行详细的说明。
说明书中记载的'…部'，'模块'，'区块'等用语是指能够处理至少一个功能或者动作的单位，该单位可由硬件或者软件及硬件和软件的合成来实现。说明书中记载的'频率的上行变换'，'频率的上行移动'是指由原有的频率变换至其它频率，'频率的下行变换'，'频率的下行移动'是指将移动的频率变换至原有的频率。
图2、图3及图4是概略地图示本发明涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的几种实施例的结构图。为了便于理解本发明涉及的DAS的构成及工作机理，在图2、图3及图4中图示了支持两个非-MIMO服务和1个MIMO服务的DAS的示例。出于相同的动机，图示的MIMO服务为2×2MIMO服务，即在相同的频带上在上行链路和下行链路上分别利用两个MIMO信号。所述非-MIMO服务，MIMO服务，一MIMO服务中使用的MIMO信号的数量是用于举例，而非用于限定本发明的范围。
在图2和图3图示的实施例中，DAS的第一节点上布置有头端单元10(Head-endUnit)，及通过光缆连接在所述头端单元10上的至少一个集线器单元20(Hub Unit)。头端单元10可与多个基站(base station)直接连接或者通过BDA(Bi-Directinal Amplifier)等间接连接。所述基站不仅可包括如2G、3G的提供非-MIMO服务的基站，而且还包括如4G、5G、802.11n、WiMAX802.16e的提供MIMO服务的基站。集线器单元例如通过布置在建筑物的各层上，可在相互远离地布置的头端单元10和各层上分布的多个远端单元30a、30b、31a及31b(Remote Unit)间进行信号中继，从而可起到补偿远距离传输引起的RF信号衰减的作用。
DAS的第二节点上布置有多个远端单元30a、30b、31a及31b。多个远端单元30a、30b、31a及31b可由菊花链(Daisy-chain)结构连接。由菊花链结构连接的多个远端单元30a、30b、31a及31b，通过一同轴电缆(single coaxial cable)，连接在第一节点的集线器单元20上。远端单元30a、30b、31a及31b可与天线形成一体型，也可以构成分离型。而且，远端单元30a、30b、31a及31b上可连接有一个天线或者连接有多个天线。
另外，在图4中图示的实施例中，第一节点上不存在集线器单元，头端单元通过所述一同轴电缆直接连接在多个远端单元上。
在2×2MIMO服务中，上行链路和下行链路的路径上分别具有两个使用相同频带的MIMO信号。例如，通过图2的LTE小区(small cell)的信道1CHl和信道2CH2分别输出的MIMO下行链路信号使用相同的频带，同样通过信道1CHl和信道2CH2分别输入的MIMO上行链路信号使用相同的频带。因此，一个MIMO服务的两个MIMO信号在通过一同轴电缆进行传输的期间，为了避免信号间的相互干扰，有必要通过变换信号频率相互间进行分离。例如，第一节点和第二节点在收发MIMO信号时，发送端的节点上进行频率的上行变换，接收端的节点上进行频率的下行变换以回到原有的频率。该频率的上行变换和频率的下行变换可同时应用于下行链路和上行链路上，因此频率的上行变换和频率的下行变换可同时应用于第一节点和第二节点上。
首先，参照图2对本发明一实施例进行说明。
图2是概略地图示本发明一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构图。
图2中图示有提供非-MIMO服务的2G基站和3G基站，以及分别收发非-MIMO信号且提供MIMO服务的LTE基站和收发两个MIMO信号(即，第一MIMO信号及第二MIMO信号)的头端单元10。头端单元10通过基站和复用器211(multiplexer)收发非-MIMO信号和第一MIMO信号。而且，头端单元10通过双向器221(duplexer)从LTE基站收发第二MIMO信号。
由于下行链路和上行链路以对称的结构进行处理，因此以下主要对下行链路中的信号处理进行说明。
由头端单元10的复用器211输出的非-MIMO下行链路信号和第一MIMO下行链路信号经由放大器电路212a放大后，在电-光变换器213a变换为第一波长的光信号。由双向器221输出的第二MIMO下行链路信号经由放大器电路222a放大后，在电-光变换器223a中变换为第二波长的光信号。变换的光信号通过光缆利用波分复用(WDM，Wavelength DivisionMultiplexing)模块214、224及225向集线器单元20发送。下行链路光信号和上行链路光信号分别可通过光信号的波长进行区分。头端单元10的WDM模块包括用于下行链路光信号与上行链路光信号间的分离/结合的一双WDMMUX214、224和用于“非-MIMO信号和第一MIMO信号的结合信号”与“第二MIMO信号”间的分离/结合的WDMMUX/DEMUX225。
集线器单元20通过所述光缆从所述头端单元10接收复用的光信号。集线器单元20的WDM模块251、252及262将所述复用的光信号分离为(即，demultiplexing)第一波长的光信号和第二波长的光信号。第一波长的光信号通过光-电变换器253a变换为“非-MIMO下行链路信号和第一MIMO下行链路信号”。变换的信号经过放大后，经多频带滤波器258(MBF，multi-band filter)输入双工器259(diplexer)。其中，多频带滤波器对非-MIMO下行链路信号和第一MIMO下行链路信号进行各频带的过滤和/或对这些信号进行复用或者解复用功能。
第二波长的光信号通过光-电变换器263a变换为“第二MIMO下行链路信号”。变换的信号通过频率变换电路264、265a将频率由该服务的原有频带变换为空余的其它频带。频率发生变换的第二MIMO信号经带通滤波器266a(BPF，band pass filter)、放大器电路267a及MBF268输入双工器259。
集线器单元20的双工器259通过对非-MIMO下行链路信号、第一MIMO下行链路信号及频率发生变换的第二MIMO下行链路信号进行结合，并通过一同轴电缆向位于DAS的第二节点上的远端单元30a、30b、31a及31b传送。输入双工器259的第一MIMO下行链路信号和频率发生变换的第二MIMO下行链路信号由于具有不同的频率，从而可以排除相互间的干扰。双工器259在下行链路路径上作为信号合成器(signal combiner)而工作，在上行链路路径上作为信号分离器(signal splitter)而工作。
在位于DAS的第二节点上的多个远端单元30a、30b、31a及31b中，支持MIMO的远端单元31a、31b接收第一MIMO下行链路信号和频率发生变换的第二MIMO下行链路信号，并通过第一天线传播第一MIMO下行链路信号，将频率发生变换的第二MIMO下行链路信号的频率变换至原有的服务频带之后，通过第二天线传播。支持MIMO的远端单元31a、31b的具体构成及其工作原理将在后面进行说明。不支持MIMO的远端单元30a、30b利用MBF等选择性地筛选非-MIMO下行链路信号和第一MIMO下行链路信号之后，通过自身的天线进行传播。
另外，在本实施例中，支持MIMO的远端单元31a、31b被叙述为接收第一MIMO下行链路信号和频率发生变换的第二MIMO下行链路信号，但是本发明并非一定受限于此。例如，不支持MIMO的远端单元30a、30b接收第一MIMO下行链路信号并通过天线进行传播，支持MIMO的远端单元31a、31b接收频率发生变换的第二MIMO下行链路信号，并将频率发生变换的第二MIMO下行链路信号的频率变换为原有服务频带之后，通过天线进行传播。这种情况下，远端单元31a、31b和远端单元30a、30b通过相互配合可提供MIMO服务。
如前所述，上行链路与下行链路对称地进行处理。尤其，支持MIMO的远端单元31a、31b将从一双天线接收的第一MIMO上行链路信号和第二MIMO上行链路信号中，将第二MIMO上行链路信号的频率从服务的原有频带变换至其它频带。第一MIMO上行链路信号和频率发生变换的第二MIMO上行链路信号通过所述一同轴电缆向第一节点的集线器单元20传送。布置在第一节点上的集线器单元20通过变换频率将频率发生变换的第二MIMO上行链路信号变换至原有频带的信号。
图3是概略地图示本发明另一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构图。在图3图示的实施例中，第一节点的频率变换不是在集线器单元20中执行，而是在头端单元10中执行，在这一点上不同于图2所图示的实施例。其它信号处理及各单元的接口在图2和图3中实质上相同。
图4是概略地图示本发明又一实施例涉及的DAS的第一节点通过一同轴电缆与第二节点连接的结构图。在图4图示的实施例中，第一节点上不存在集线器单元，而通过所述一同轴电缆直接连接有多个远端单元和头端单元。在下行链路中，由复用器411输出的非-MIMO信号和第一MIMO信号经由放大器电路412a及MBF416输入双工器417。由双向器421输出的第二MIMO信号经过放大器电路422a及频率变换电路423、424a。频率发生变换的信号重新经由放大器电路425a及MBF426输入双工器417。双工器417将非-MIMO信号、第一MIMO信号及频率发生变换的第二MIMO信号进行结合，并通过一同轴电缆向位于DAS的第二节点的远端单元传送。
另外，通过将基于本地振荡器(local oscillator；例如，图2的264)生成的混合信号(mixing signal)与第二MIMO信号混合并执行频率变换。混合器(mixer；例如，图2的265a、265b)将频率fr的第二MIMO信号与频率fm的混合信号进行混合。混合器的输出具有的频率。其中，的频率不具有任何物理意义。位于混合器的后端的滤波器(例如，图2的BPF266a、266b，MBF268、双向器221)在其可能的频率组合中，筛选所需频率的输出。
图2、图3及图4中图示了支持一个MIMO服务的DAS的简单结构。以下参照图5至图7，对支持三个MIMO服务的DAS系统的第一节点和第二节点中的频率变换方式有关的几个实施例进行说明。在图5至图7中，(a)图示了位于DAS系统的第一节点的头端单元或者集线器单元的部分构成，(b)图示了位于第二节点的支持MIMO的远端单元。请注意，为了有助于理解多个MIMO服务的频率变换方式，省略了用于非-MIMO服务的构成。出于相同的目的，位于第一节点的头端单元(或者集线器单元)省略了用于与基站进行收发MIMO信号的接口电路(例如，复用器，双向器，WDM等)。
实施例1
参照图5(a)，在本实施例中，位于DAS系统的第一节点的头端单元或者集线器单元按照各MIMO服务的分类，在相同的频带上接收两个MIMO信号。
MIMO服务的第一MIMO信号在下行链路/上行链路路径上都无需频率变换，经调解各电平之后合成为一个信号。即，第一MIMO下行链路信号在下行链路MBF513a中被分离为各自的频带，分别放大之后，在下行链路/上行链路MBF515上合成为一个信号。最后，第一MIMO上行链路信号在下行链路/上行链路MBF515中被分离为各自的频带，分别放大之后，在下行链路MBF513b上合成为一个信号。
MIMO服务的第二MIMO下行链路信号在不经过分离为各自频带的情况下，通过一混合器522a进行频率的上行变换。同样，第二MIMO上行链路信号在不经过分离为各自频带的情况下，通过一混合器522b进行频率的下行变换至原有的频带。进而，下行链路路径的混合器522a和上行链路路径的混合器522b中使用基于一本地振荡器521生成的相同的混合信号。即，第二MIMO下行链路信号和第二MIMO上行链路信号的频带移动相同的频率(即，所述一混合信号的频率)。频率发生变换的第二MIMO下行链路信号在下行链路MBF523a中通过分离为各自的频带，并分别被放大之后，在下行链路/上行链路MBF525中合成为一个信号。
放大的第一MIMO下行链路信号的合成信号和放大的第二MIMO下行链路信号的合成信号基于双工器530重新合成为一个信号。双工器530在下行链路路径中作为信号合成器而工作，在上行链路路径中作为信号分离器而工作。
远端单元中的频率变换及信号放大的方式与头端单元(或者集线器单元)中使用的方式实质上相同。如图5(b)所示，从第一节点接收的合成信号基于双工器560分为第一MIMO下行链路信号的合成信号和第二MIMO下行链路信号的合成信号。第一MIMO下行链路信号的合成信号经由双向分离器或者双工器552输入下行链路MBF。合成信号基于下行链路MBF由各自频带进行分离并分别被放大之后，在下行链路/上行链路MBF558中合成为一个RF信号，并向对应的天线559传递。第二MIMO下行链路信号的合成信号，首先基于下行链路/上行链路MBF562，由各自的频带进行分离的情况下，经过分别被放大的过程，并以与第一MIMO下行链路信号的合成信号相同的方式进行处理。
在本实施例中，一个远端单元被叙述为即处理第一MIMO下行链路信号又处理第二MIMO下行链路信号，但是本发明并不限于此。例如，图5(b)中将处理第一MIMO下行链路信号的A器件和处理第二MIMO下行链路信号的B器件分别以独立的RU构成，各RU可利用双工器连接的形式构成。这在图6至图8中也相同。
对于本实施例，由于第二MIMO信号在不经过各自分离的情况下混合相同的混合信号，因此混合的信号中按照服务的分类筛选所需频带的信号的MBF的复杂度，相对于后序的其他实施例更高。而且，在上行链路/下行链路路径中按照频带分类进行分离后由于需要进行放大处理，因此需要大量的有源器件(active device)。相反，下行链路路径的混合器和上行链路路径的混合器中由于使用相同的混合信号，因此第一节点和第二节点中分别只需要一个本地振荡器(由此只需要一个PLL(phase lock loop)电路)的优点。
实施例2
图6是概略地图示本发明另一实施例涉及的支持三个MIMO服务的DAS系统的结构图。MIMO服务的第一MIMO信号在下行链路/上行链路路径中的处理如同图5的实施例中的一样。
在本实施例中，下行链路的频带和上行链路的频带相互独立地进行频率变换。即，在第一节点中，第二MIMO下行链路信号通过第一本地振荡器621a和第一混合器622a，进行频率的上行变换，第二MIMO上行链路信号通过第二本地振荡器621b和第二混合器622b进行频率的下行变换。因此，下行链路的频带以基于第一本地振荡器621a生成的第一混合信号的频率的大小(shift)进行移动，上行链路的频带以基于第二本地振荡器621b生成的第二混合信号的频率大小进行移动。
图6中图示了第二MIMO信号在部分区间在没有以各自的频带进行分离的情况下被放大，在另一部分区间以各自的频带分离并按照各自频带分类进行放大的结构。在第二MIMO信号经由的路径上，应该注意，对于图5，使用了MBF523a、523b、525、562、564a、564b、566a、566b、568等，而图6中使用了部分的双向器625、662和BPF623a、623b、664a及664b。不同于列举的结构，也可以在所有的区间上以各自的频带分离并按照各自频带的分类进行放大。
对于本实施例，第二MIMO信号由上行链路频带和下行链路频带进行分离，且变换各自的频率，多频带滤波器(MBF)的复杂度，处在实施例1和实施例3的中间程度。而且，仅由上行链路频带和下行链路频带进行分离后进行放大处理，因此需要少量的有源器件，因此在电力消耗方面具有优点。只是，由上行链路频带和下行链路频带分离，并且以频率的差值进行频率变换，因此相比于其他实施例需要新增使用的频带最大。
实施例3
图7是概略地图示本发明又一实施例涉及的支持三个MIMO服务的DAS系统的结构图。MIMO服务的第一MIMO信号在下行链路/上行链路路径中的处理如同图5的实施例中的一样。
在本实施例中，下行链路的频带和上行链路的频带相互独立地进行频率变换。进而，下行链路的频带被分为高频带和低频带，且进行频率变换并进行放大处理。同样，上行链路的频带分为高频带和低频带，且进行频率变换，并进行放大处理。
如图7(a)和图7(b)所示，第二MIMO下行链路信号基于双向器710、750分为第一组和第二组第一组包括被视为高频带的信号，第二组包括被视为低频带的信号。各下行链路分组具有相互独立的频率变换电路及放大器电路。同样，第二MIMO上行链路信号基于双向器720、760分为第一组和第二组，第一组包括被视为高频带的信号，第二组包括被视为低频带的信号。各上行链路分组具有相互独立的频率变换电路及放大器电路。当然被视为相邻频带的信号也可分为3个以上的分组。
在本实施例中，应该注意到，类似于图6，第二MIMO信号在一部分区间上在没有以各自的频带进行分离的情况下，进行处理。即，在一部分区间上使用了双向器715、725等，BPF713a、713b等。
本实施例的DAS系统以远端单元的角度观察，滤波器器件的复杂度最低。按照用于第二MIMO信号的下行链路和上行链路路径的分类，分别需要两个本地振荡器(由此，分别需要两个PLL电路)。此外，由于可对4个分组分别独立地进行频率变换，从而可将4个分组分别进行独立的频率移动至适当的频带。进而，本实施例相比于实施例2，需要大量的用于放大信号的有源器件(active device)，但是相比于按照服务分类区分的实施例1，需要较少的有源器件。
在以上的实施例中，在执行针对三个MIMO服务的频率变换过程中，各服务不是使用相异的混合信号，而是通过滤波器器件形成筛选出对应各频带的信号的结构。相比于按照服务分别并独立地执行频率变换及频率过滤的方法，虽然滤波器器件的复杂度变高，但是可减少频率变换电路的数量，所述频率变换电路可减低由于相位噪音(Phase Noise)的差异而引起的误差矢量(EVM，Error Vector Magnitude)特性。
利用单一光缆
图8是举例图示本发明一实施例涉及的DAS的第一节点通过一光缆与第二节点连接的结构图。如同图2至图4，图8图示的DAS通过三个相异的频带支持三个相异的MIMO服务，各MIMO服务在相同的频带中使用两个MIMO信号(即，第一MIMO信号和第二MIMO信号)。需要注意的是，为了有助于理解针对多个MIMO服务的频率变换方式，省略了用于非-MIMO服务的构成。出于相同的目的，省略了位于第一节点的头端单元(或者集线器单元)中用于与基站进行收发MIMO信号的接口电路(例如，复用器，双向器，WDM等)。
在本实施例中，DAS的第一节点通过单一光缆与DAS的第二节点连接。布置在第一节点上的头端单元或者集线器单元对每个MIMO服务的两个MIMO下行链路信号中的一个进行频率变换之后，利用波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)，通过一光缆向布置在第二节点上的远端单元传送。多个MIMO下行链路信号分别配置有不同的波长。
首先，对下行链路路径进行说明如下。
布置在第一节点上的头端单元或者集线器单元对于每个MIMO服务，第一MIMO下行链路信号维持原有的频率，第二MIMO下行链路信号的频率变换至不使用的频带。第一MIMO下行链路信号和频率发生变换的第二MIMO下行链路信号在WDM模块中分别变换为不同波长的光信号之后并合成为一个光信号。WDM调制的信号通过一光缆向布置在第二节点上的远端单元传送。列举的第一节点的WDM模块包括复用下行链路信号的WDMMUX811a、解复用上行链路信号的WDMDEMUX811b、向光缆发送光下行链路信号且从光缆接收光上行链路信号的WDMMUX/DEMUX812。
布置在第二节点上的远端单元通过WDM模块通过所述光缆收发WDM调制的信号。列举的第二节点的WDM模块包括三个WDMMUX/DEMUX860、861及862。WDMMUX/DEMUX860将从光缆接收的光下行链路信号解复用为对应第一MIMO下行链路信号的波长的光信号和对应第二MIMO下行链路信号的波长的光信号。而且，WDMMUX/DEMUX860将光上行链路信号复用为对应第一MIMO上行链路信号的波长的光信号和对应第二MIMO上行链路信号的波长的光信号，并向光缆传送。WDMMUX/DEMUX861和WDMMUX/DEMUX862基于波长分别将上行链路信号和下行链路信号进行分离。
解复用的MIMO下行链路信号分别通过光-电变换变换为RF信号。第一MIMO下行链路信号经过按照服务的频带分类进行放大的放大器电路之后，通过第一天线被传播。第二MIMO下行链路信号首先通过频率变换，分别变换为各服务的原有频带的信号。变换为原有频带的第二MIMO下行链路信号通过与第一MIMO下行链路信号相同的方式进行放大后，通过第二天线被传播。
上行链路路径中第一MIMO上行链路信号和第二MIMO上行链路信号设置为与下行链路路径形成对称。布置在第二节点上的远端单元从MIMO天线(即，第一天线及第二天线)接收第一MIMO上行链路信号和第二MIMO上行链路信号。远端单元维持接收的第一MIMO上行链路信号的原有频率，将第二MIMO上行链路信号的频率从原有频带变换至其它频带。第一MIMO上行链路信号和频率发生变换的第二MIMO上行链路信号基于WDM模块通过一光缆向第一节点传送。
EVM的改善
如前所述，本发明中，在DAS的各节点间进行MIMO信号传送的过程中，发生频率变换(即，频率的上行变换，频率的下行变换)。该频率变换中，由于各节点的PLL电路间的相位噪音(Phase Noise)的差异，使误差矢量(EVM，Error Vector Magnitude)特性发生劣化。如众所周知，如果EVM特性发生劣化，则可引发高速数据传输中的问题。
考虑到该问题，在本发明的部分实施例中，第一节点一侧将频率变换(即，频率的上行变换，频率的下行变换)中使用到的混合信号向第二节点一侧传送，第二节点一侧利用接收的混合信号进行频率变换(即，频率的上行变换，频率的下行变换)。例如，头端单元将基于频率的上行变换中使用的自身的本地振荡器而生成的混合信号，与MIMO信号一起通过传送电缆，向布置在第二节点上的多个远端单元传送。各远端单元利用接收的混合信号进行频率的下行变换。根据这种结构，头端单元的本地振荡器具有的相位噪声(phase noise)通过远端单元中的频率的下行变换过程可对称地相抵消。
图9是用于支持三个MIMO服务而使用的频带及混合信号的示例图。图9中列举的频带属于三个MIMO频带以1646MHz大小共同进行频率的上行变换而所述混合信号的频率为1646MHz的情况。这对应于图2的实施例。图2的实施例中需要注意的是，在下行链路路径的混合器和上行链路路径的混合器中使用相同的基于一本地振荡器(local oscillator)而生成的混合信号(mixing signal)。类似地，在图3的实施例中，两个混合信号被传送至第二节点一侧，在图4的实施例中，4个混合信号被传送。
区间干扰的预防
另外，DAS的第二节点上布置有由菊花链(Daisy-chain)结构连接的多个远端单元(Remote Unit)。此时，各远端单元在所有频带上提供服务时，各远端单元覆盖的小区(Cell)间的干扰导致信号品质变坏。考虑到此，在本发明的部分实施例中，所述菊花链结构中，为了使相邻的远端单元间不使用相同的频带，控制各远端单元服务的频带。由此，可减少使用相同的频带的小区间的干扰。
以上的实施例是对多个MIMO服务分别为2×2MIMO服务时的情况进行举例说明，以上列举的方式通过适当的变形可应用于M×NMIMO服务(例如，3×2MIMO服务，3×3MIMO服务等)中。
图10是概略地图示本发明一实施例涉及的支持4X4MIMO服务的DAS系统的示例图。
图10中例举了支持三个不同的2×2MIMO服务(800MHzMIMO，1.8GHzMIMO，2.1GHzMIMO)和一个4×4MIMO服务(2.6GHzMIMO)的天线分散系统。
集线器单元通过一同轴电缆或者光缆与头端单元连接，将2×2MIMO信道信号和4×4MIMO信道信号从头端单元接收/向头端单元发送。位于第二节点上的用于扩张的远端单元，分支为两个电缆(即，第一同轴电缆和第二同轴电缆)。集线器单元例如通过双工器连接在第一同轴电缆和第二同轴电缆上。
集线器单元对于各2×2MIMO服务，向第一同轴电缆提供一个2×2MIMO信道信号TX0，向第二同轴电缆提供另一个2×2MIMO信道信号TX1。此外，集线器单元对于4×4MIMO服务，向第一同轴电缆通过两个4×4MIMO信道信号TX0、TX2，向第二同轴电缆提供余下的两个MIMO信道信号TX1、TX3。其中，第一同轴电缆中提供的两个4×4MIMO信道信号TX0、TX2在第一同轴电缆中传播期间，为了避免相互干扰，一个4×4MIMO信道信号TX2由原有频带向另一频带进行频率变换。同样地，第二同轴电缆中提供的两个4×4MIMO信道信号TX1、TX3中一个TX3由原有频带向另一频带进行频率变换。
各扩张用远端单元利用例如复用器，将利用原有频带接收的MIMO信道信号和频率变换至另一频带的所述4×4MIMO信道信号分离后，通过第一天线传播原有的频带的MIMO信道信号，将频率变换至另一频带的4×4MIMO信道信号的频率变换至原有的频带之后，通过第二天线进行传播。以上说明，虽然是以下行链路的观点进行说明的，但是很显然对于上行链路也可以互补方式进行处理。
以上说明仅是用于举例说明本实施例的技术思想，对于本实施例所属技术领域具有通常技术知识的技术人员而言，在不超出本实施例的本质特征的范围内，可进行各种修改和变更。因此，本实施例不是用于限定而是用于说明本实施例的技术思想，本实施例的技术思想的范围不受该实施例的限定。本实施例的保护范围应基于权利要求书而定义，属于其等同范围内的所有技术思想应解释为皆属于本实施例的权利范围。
相关申请的交叉参考
依据美国专利法119(a)条(35U.S.C.119(a))，本专利申请要求对2016年04月29日向韩国专利局提交的专利申请第10-2016-0052972号的优先权，其所有内容作为参考文献包含在本专利申请中。同时，根据上述理由本专利申请同样可以在美国以外的其他国家要求优先权，因此其所有内容作为参考文献也包含在本专利申请中。

Claims (11)

1.一种支持MIMO通信的天线分散系统(DAS：Distributed Antenna System)，其特征在于：该系统包括：
第一节点(node)，其接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，其中各MIMO服务的所述MIMO下行链路信号包括第一信道下行链路信号和第二信道下行链路信号，
对于各MIMO服务，将所述第二信道下行链路信号进行频率变换使其从原有频带变换至另外频带，从而生成频带相互不重叠的MIMO下行链路信号；以及
第二节点，通过传送线路，从所述第一节点接收频带相互不重叠的所述MIMO下行链路信号，并且对于各MIMO服务，对在所述第一节点中频率发生变换的所述第二信道下行链路信号进行频率的互补(complementary)变换，并复原至原有频带的MIMO下行链路信号，
所述第一节点或所述第二节点在进行频率变换时，将使用相邻频带的MIMO服务分为2个以上的组，并且对每个组的所述第二信道下行链路信号使用相同的混合器和相同的混合信号。
2.如权利要求1所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点包括与至少一个基站连接的头端单元(Head-end Unit)及通过光缆与所述头端单元连接的集线器单元(Hub Unit)，所述集线器单元通过所述一传送线路与所述第二节点连接。
3.如权利要求2所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点的频率变换，基于所述头端单元而执行。
4.如权利要求2所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点的频率变换，基于所述集线器单元而执行。
5.如权利要求1所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点通过所述一传送线路，添加在所述频率变换中所用到的混合信号(mixing signal)并传送，
所述第二节点利用所述接收的混合信号，进行所述频率的互补变换。
6.一种支持MIMO通信的天线分散系统(DAS：Distributed Antenna System)，其特征在于：该系统包括：
第一节点(node)，其接收多个MIMO服务的MIMO下行链路信号，其中各MIMO服务的所述MIMO下行链路信号包括第一信道下行链路信号和第二信道下行链路信号，
对于各MIMO服务，将所述第二信道下行链路信号进行频率变换使其从原有频带变换至另外频带，从而生成频带相互不重叠的MIMO下行链路信号；以及
第二节点，通过传送线路，从所述第一节点接收频带相互不重叠的所述MIMO下行链路信号，并且对于各MIMO服务，对在所述第一节点中频率发生变换的第二信道下行链路信号进行频率的互补(complementary)变换，并复原至原有频带的MIMO下行链路信号，
所述第二节点从天线接收多个MIMO服务的MIMO上行链路信号，其中各MIMO服务的所述MIMO上行信号包括第一信道上行链路信号和第二信道上行链路信号，
对于各MIMO服务，将所述第二信道上行链路信号进行频率变换以由原有的频带变换至另外的频带，从而生成频带相互不重叠的MIMO上行链路信号；
通过所述一传送线路,将所述频带相互不重叠的MIMO上行链路信号向所述第一节点传送，
所述第一节点进一步对于各MIMO服务，对在所述第二节点中频率发生变换的第二信道上行链路信号，进行频率的互补变换，并复原至原有的频带的MIMO上行链路信号，
所述第一节点或所述第二节点进一步对多个MIMO服务的所述第二信道下行链路信号，通过使用第一共同混合器进行频率变换，
所述第一节点或所述第二节点进一步对多个MIMO服务的所述第二信道上行链路信号，通过使用第二共同混合器进行频率变换。
7.如权利要求6所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点在针对所述下行链路信号的频率变换和针对所述上行链路信号的频率互补变换中，利用相同的本地振荡器输出的相同的混合信号(common mixing signal)。
8.如权利要求6所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第一节点或所述第二节点在针对所述下行链路信号的频率变换和针对所述上行链路信号的频率互补变换中，利用相异的本地振荡器输出的相异的混合信号(distinctmixing signal)。
9.如权利要求1所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述一传送线路为一同轴电缆。
10.如权利要求1所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述一传送线路为一光缆，所述第一节点利用波分复用(WDM，Wavelength DivisionMultiplexing)将所述频带相互不重叠的下行链路信号通过所述一光缆向所述第二节点传送。
11.如权利要求1所述的支持MIMO通信的天线分散系统，其特征在于，
所述第二节点包括由菊花链(daisy-chain)结构连接的多个远端单元，相邻的远端单元间使用不同的频带。
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